Устройство для управления тиристором

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ, содержащее управляемый генератор импульсного напряжения с импульсным трансформатором на выходе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и помехозащищенности , в него введены экранирующий корпус и дополнительный импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого включена в. цепь управления тиристором, а первичная соединена с вторичной обмоткой первого импульсного трансформатора, причем управляемый генератор и первый импульсный трансформатор помещены в экранирующий корпус, к которому подключен один из проводников, сое (Л диняющих обмотки трансформаторов. О9 4 ± Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК,.SU„„3 134994

4(51) Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЯВЯМИББ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3627216/24-07 (22) 27.07.83 (46) 15.01.85. Бюл. 9 2 (72) А.H. Милях, А.А. Щерба и В.А. Муратов (71) Институт электродинамики

АН УССР (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Справочник по радиоэлектронным устройствам, т.2. M., "Энергия", 1978, с. 143-144.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 849390, кл. Н 02 М 1/08, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

11 764056, кл. Н 02 М 1/08, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРОМ, содержащее управляемый генератор импульсного напряжения с импульсным трансформатором на выходе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности и помехозащищенности, в него .введены экранирующий корпус и дополнительный импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого включена в цепь управления тиристором, а первичная соединена с вторичной обмоткой первого импульсного трансформатора, причем управляемый генератор и первый импульсный трансформатор помещеФ ны в экранирующий корпус, к которому у подключен один из проводников, соединяющих обмотки трансформаторов.

1134994

Изобретение относится к устройствам для управления тиристором и предназначено для использования в системах управления преобразователями и инверторами работа которых сопровож- 5

У дается мощными высокочастотными импульснчми помехами, в частности в системах управления инверторными генераторами импульсов для установок электроэрозионного диспергирования 10 металлов.

Известны устройства для управления тиристором, представляющие собой разрядную схему Е1 3.

Недостаток подобных устройств — 15 наличие гальванической связи между силовой цепью и цепью управления.

Это затрудняет использование таких устройств управления в многоканальных схемах управления тиристорными гене- 20 раторами, нашедшими применение в тех.нологических процессах электроэрозионного диспергирования металлов, где катоды тиристоров разных групп находятся под различными потенциала- 25 ми °

Известно устройство для управления тиристором, содержащее транзисторный ключ, коммутирующий первичную обмотку импульсного разделительного Ç0 ,трансформатора, вторичная обмотка коЭ торого, подключена к управляющему электроду тиристора. Для более полного использования материала сердечника в устройстве применены размагни-З5 чивающая обмотка и коммутирующий ее тиристор, база которого подключена через стабилитрон к коллектору основного тиристора (2 ).

Такое устройство сложно в изго- 40 товлении и имеет низкую надежность из-эа проникновения из силовых цепей высокочастотных импульсных помех через проходную емкость разделительного трансформатора и срывов формируемых 45 импульсов по цепи обратной связи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, которое содержит управляемый генератор импульсного напря- 50 жения, состоящий из транзисторного ключа и источника коллекторного питаГ ния и импульсный трансформатор на выходе (3 ).

Однако при управлении быстродействующими импульсными тиристорами, коммутирующими токи большой амплитуды и с большой скоростью нарастания, это устройство не обеспечивает одновременно высокой надежности управления и помехоэащищенности., что связано с ограничениями, вносимыми параэитными параметрами импульсного трансформатора — индуктивностью рассеяния и межобмоточной емкостью.

Для обеспечения надежного управления высокочастотными тиристорами тилов

ТБ и ТЧИ требуется скорость нарастания тока управления не менее 5 А/мкс.

Чтобы обеспечить такую скорость нарастания формируемого импульса управляющего тока, индуктивность рассеяния импульсного трансформатора не должна превышать 1 мкГ. Для надежной работы. устройства управления и узлов системы управления, предшествующих ему, межобмоточная емкость разделительного трансформатора должна быть не более единиц пикофарад. Это устройство управления не обеспечивает требуемых параметров импульса управ.— ления и эффективной защиты от высокочастотных помех. Выполнение устройства управления с малыми значениями одновременно индуктивности рассеяния и межобмоточной емкости в настоящее время неизвестно.

Цель изобретения — повышение надежности и помехозащищенности устройства для управления тиристором.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления тиристором, содержащее управляемый генератор импульсного напряжения с импульсным трансформатором на выходе, введены экранирующий корпус и дополнительный импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к цепи управления тиристором, а первичная обмотка соединена с вторичной обмоткой первого импульсного трансформатора, причем управляемый генератор и первый импульсный трансформатор помещены в экранирующий корпус, к которому подключен один из проводников, соединяющих обмотки трансформаторов.

На фиг.l показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — принципиальная схема устройства с учетом паразитных связей через межобмоточные емкости импульсных трансформаторов; на фиг.З вЂ” схема замещения устройства для сигнала помехи. з 1134

Устройство управления тиристором содержит управляемый генератор 1 напряжения и импульсный трансформатор

2, расположенные в экранирующем корпусе 3, дополнительный импульсный трансформатор 4, вторичная обмотка которого подключена к цепи управле— ния тиристором 5. Первичная обмотка трансформатора 4 соединена с вторичной обмоткой трансформатора 2. Один из проводников 6, соединяющих трансформаторы, подключен к корпусу 3.

В момент времени, когда необходимо отпереть тиристор 5, управляемый генератор 1 импульсного напряжения вы- 11 рабатывает на первичную обмотку транс- рорматора 2 импульс напряжения, который передается во вторичную обмотку и поступает по проводникам 6 на первичную обмотку трансформатора 4, к вторичной обмотке которого подключены цепи управления тиристором 5.

Управляемый генератор импульсного напряжения в простейшем случае может быть выполнен в виде транзисторного 25 ключа, подключающего первичную обмотку трансформатора 2 к источнику постоянного,напряжения на время формирования импульса управления. В остальное время транзисторный ключ разомкнут. Импульсные трансформаторы 2 и 4 с целью уменьшения индуктивности рассеяния выполняют на торроидальных сердечниках с одновременной намоткой первичнойи вторичной обмоток.Рассчи-

35 танные для применения в высокочастот ных транзисторных преобразователях напряжения эти трансформаторы имеют черезвычайно малые индуктивности рассеяния и позволяют получать в предлагаемом устройстве требуемые параметры скорости нарастания импульсов управления. Однако эти трансформаторы обладают большими межобмоточными емкостями 7 и 8 (фиг.2) . Уменьшение этих емкостей в известных устройствах связано с пропорциональным увеличением индуктивности рассеяния, 994 что ограничивает применение этих устройств в системах управления источниками электропитания установок электроэрозионного диспергирования металлов.

Включение дополнительного трансформатора в совокупности с введенными связями позволяют, увеличив индук" тивность рассеяния всего в два раза, уменьшить проходную емкость устройства управления на несколько порядков (она становится менее 0,5 пФ).

Это возможно благодаря тому, что заземление одного из проводников 6, соединяющих импульсные трансформаторы 2 и 4, исключает возможность проникновения напряжения помехи от источника 9 помехи через межобмоточные емкости 7 и 8 трансформаторов к элементам генератора 1 импульсного напряжения (фиг.3) . Экранирующий корпус 3 исключает возможность нарушения работы устройства из-за воздействия электромагнитных помех.

При длине проводников 6, соединяющих импульсные трансформаторы 2 и 4, более одного метра вносимая ими индуктивность становится соизмеримой с индуктивносяями рассеяния трансформаторов, поэтому связь между ними целесообразнее выполнить радиочастотным коаксиальным кабелем, оплетку которого соединяют с экранирующим корпусом

3. При этом необходимо согласовать волновое сопротивление кабеля с приведенным к первичной обмотке трансформатора 4 сопротивлением входных цепей тиристора 5.

Трансформаторы 2 и 4 могут быть выполнены как идентичными, так и различными по количеству витков в обмотках., размерам сердечника, диаметру проводов. Возможно подключение нескольких дополнительных трансформаторов 4 к вторичной обмотке трансформатора 2. Последний в этом случае должен быть рассчитан на соответственно большую мощность.

1E 34994

Составитель О. Наказная

Редактор Л. Алексеенко Техред С .Мигунова Корректор А. Обручар

Заказ 10099 44 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4